JP3791317B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置、特に、空調された空気を室内に吹き出すための空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置の一例として、天井吊形の空気調和装置が従来より提供されている。この天井吊形の空気調和装置の室内機には、吹き出し口を前面に有し天井に吊り下げ可能な本体ケーシングと、空気を吸い込んで吐き出す複数台の多翼形のファンと、熱交換器とが設けられている。
【０００３】
本体ケーシングは、主に天板部と天板部に対向して配置された底板部と化粧用の合成樹脂製の化粧部材とを有している。天板部は天井に吊り下げ金具により吊り下げられる。また、本体ケーシングには、左右に長く縦に配置されたファン仕切板が設置されている。このファン仕切板により前後２つの空間に本体ケーシングは区画されており、後側の空間にファンが、前側の空間に熱交換器がそれぞれ設置されている。
【０００４】
複数のファンはファン仕切板に取り付けられ、左右方向に一列に配置されている。複数のファンは、通常は一台のモータで一括駆動されている。このような多翼式のファンは遠心力により空気を圧縮して吐き出しているため、回転中心より遠いほど、つまり回転中心に近いファン吹き出し口の舌部側から逆側に離れるほど風速が速くなる。この風速が舌部側から離れるほど速くなる割合は、風量が同じであると薄型化してファンが小径化するほど大きくなる。また、通常は、斜め下方に向けて空気を吹き出すべく下部に舌部が位置するようにファンは配置されている。
【０００５】
熱交換器は、ファンと吹き出し口との間に設けられており、本体ケーシングの厚みを薄くするために吹き出し口に向けて斜めに配置されている。ファン吹き出し口の舌部が下部に位置するようにファンが配置される場合には、熱交換器は、ファン吹き出し口の舌部側から熱交換器までの距離が舌部と逆側より短くなるように吹き出し口に向けて斜めに傾斜して配置されている。このように熱交換器の傾斜方向をファンから吹き出される空気の速度分布に合うように設定することで、熱交換器を通る空気の風速の変動を抑えて熱交換効率を向上させている。
【０００６】
このような室内機では、ファンを回転させることによって、本体ケーシングの吸い込み口から空気が本体ケーシング内部に導入され、熱交換器で空気と冷媒との間で熱交換が行われて温度調節され、温度調節された空気が吹き出し口から室内に送り込まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、ファンから吹き出した空気が熱交換器を経て吹き出し口から室内に吹き出される。この構成のまま小型化を図ると、ファンの吹き出し口周辺における吹き出した空気と周囲の空気との速度差が大きくなり、乱流が発生して耳障りな騒音が増大する。
【０００８】
特に、舌部が下部に位置するように配置されたファンの場合、熱交換器に到達した空気の一部が、熱交換器の通風抵抗によってファンの方へ押し戻される傾向が大きくなり、前述の乱流に混ざってファン仕切板まで到達する。
【０００９】
冷房運転時においては、その熱交換器からの還流によりファン仕切板が冷却され、ファン仕切板の後側の面に結露が発生し、水滴が危害に滴下するおそれが生じる。
【００１０】
本発明の課題は、多翼ファンを有する空気調和装置において、ファン吹き出し口の舌部側外方で生じる乱流を低減し、装置の小型化を容易にすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る空気調和装置は、空調された空気を室内に吹き出すための天井吊形の空気調和装置であって、本体ケーシングと、仕切板と、多翼ファンと、熱交換器と、ドレンパンと、整流部材とを備えている。本体ケーシングは、吸い込み口と吹き出し口とを有する。仕切板は、本体ケーシングの内部空間を２つの空間に区画する。多翼ファンは、吸い込み口の近傍に配置されている。熱交換器は、多翼ファンと吹き出し口との間にファン吹き出し口の舌部側からの距離が舌部と逆側からの距離より短くなるように吹き出し口に向けて斜めに配置されたものである。ドレンパンは、熱交換器の下方に配置される。整流部材は、ドレンパンとは別部材であり、ファン吹き出し口の舌部側外方から熱交換器に向けて熱交換器と接触しない位置まで延びる板状の部材である。そして、仕切板および整流部材の下面で囲まれる空間が、熱交換器の多翼ファン側に形成されている。
【００１２】
この空気調和装置では、多翼ファンのファン吹き出し口から吹き出された空気は、熱交換器を通過して吹き出し口から吹き出される。この熱交換器を通過するときに冷媒と熱交換されて空気の温度が調節される。多翼ファンから吹き出される空気は、ファン吹き出し口の舌部側外方に設けられた整流部材に案内されて熱交換器に向けて移動する。このため、ファン吹き出し口の舌部側での空気の流れの乱れが少なくなる。また、熱交換器から反射した空気は、整流部材が熱交換器に接触しない位置までしか延びていないので、熱交換器との隙間から整流部材より舌部側外方の整流部材と本体ケーシングとの隙間に導かれる。そして、整流部材に邪魔されて多翼ファンから吹き出した空気と混じることなくそこで収束する。このため、ファン吹き出し口の舌部側外方での乱流が低減され、装置の小型化が容易になる。しかも、整流部材と本体ケーシングとの隙間での乱流の発生が抑えられるので、ファン仕切板に冷たい空気が衝突しにくくなり、ファン仕切板の後面での結露も防止できる。
【００１３】
また、熱交換器の多翼ファン側に仕切板および整流部材の下面で囲まれる空間が形成され、この空間に熱交換器から還流した空気が導かれるので、より乱流が少なくなる。
【００１４】
請求項２に係る空気調和装置は、請求項１に記載の空気調和装置であって、整流部材の全てが、ファン吹き出し口の下端よりも下に配置されている。
【００１５】
請求項３に係る空気調和装置は、請求項１又は２に記載の空気調和装置であって、整流部材は、熱交換器に向けて斜め下方に延びる部分を有する。
【００１６】
請求項４に係る空気調和装置は、請求項３に係る空気調和装置であって、整流部材は、熱交換器に延びる途中で熱交換器の多翼ファンに近い一端側に向け斜めに折り曲げられている。
【００１７】
この場合には、整流部材が熱交換器の多翼ファンに近い一端側に折り曲げられているので、通常はファン吹き出し口から少し斜め下方に吹き出される空気に対する抵抗が少なくなる。
【００１８】
請求項５に係る空気調和装置は、請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置であって、仕切板および整流部材の下面で囲まれる空間は、熱交換器の下部の多翼ファン側に形成されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の一実施形態としてのエアコンの天井吊形の室内機１０を示したものであり、図１は断面側面図、図２は断面平面図である。
【００２０】
この室内機１０は薄型箱状の本体ケーシング１１を有している。そして、本体ケーシング１１の内部には、４つのファン１２、熱交換器１３、及びファン１２駆動用のモータ１４が設けられている。
【００２１】
本体ケーシング１１は、全体として左右に長い薄型箱形状であり、後方部側から前方部側にかけて厚みが薄くなるように前部下面側がアール面に形成されている。本体ケーシング１１の後部底面には、空気を吸い込む吸い込み口２０が設けられ、前面には熱交換された空気を室内に吹き出すための吹き出し口２１が設けられている。
【００２２】
本体ケーシング１１は、天井に吊り下げ可能な天板部２２と、天板部２２の前側に対向して配置される底板部２４と、天板部２２の後側に対向して配置されるグリルカバー２５とを有している。天板部２２は、１対の側面と背面とが板金加工により折り曲げて形成された金属製の板状部材である。グリルカバー２５は開閉自在に天板部２２に装着されており、吸い込み口２０を構成している。また、本体ケーシング１１の底板部２４とグリルカバー２５との間には、ファン１２を装着するための左右に長く縦に配置されたファン仕切板２６が設けられている。このファン仕切板２６により本体ケーシング１１の内部空間が前後２つの空間に区画されている。
【００２３】
本体ケーシング１１の前面部、側面部及び下面部は、合成樹脂製の複数の化粧部材２７により覆われている。この化粧部材２７の前部に略矩形で左右に長い吹き出し口２１が設けられている。天板部２２の吹き出し口２１の内側に位置する前側内部には、たとえば発泡スチロール製の断熱部材３０が左右の略全長にわたって装着されている。また、底板部２４の内部には、たとえば発泡スチロール製のドレンパン３１が装着されている。これらの本体ケーシング１１の前面部、化粧部材２７、断熱部材３０の前部及びドレンパン３１の前部により吹き出し口２１が構成されている。吹き出し口２１には、上下に揺動する第１フラップ３５と、左右に揺動する複数の第２フラップ３６とが設けられている。
【００２４】
第１フラップ３５は、図３及び図４に示すように、弾性を有する合成樹脂製のフラップ本体４０と、フラップ本体４０の略両端部に固着された１対の端部部材４１と、フラップ本体４０の中間部に固着された中間部材４２とを有している。フラップ本体４０は、左右方向に長く前後方向に僅かに上方に凸に湾曲した板状部材である。端部部材４１及び中間部材４２は、フラップ本体４０の下方に配置され吹き出し口２１の長手方向に沿う第１軸Ｘ１周りにフラップ本体４０を揺動自在に本体ケーシング１１に装着するための部材である。端部部材４１及び中間部材４２は、フラップ本体４０を挟み込むためのＵ字形状の挟持部４１ａ，４２ａと、挟持部４１ａ，４２ａから下方に延びるアーム部４１ｂ，４２ｂと、アーム部４１ｂ，４２ｂの先端に第１軸Ｘ１方向に突出する支持軸４１ｃ，４２ｃとを有している。ここで、１対の支持軸４１ｃは、それぞれ外方に突出しており突出方向が逆である。支持軸４２ｃは、右側の支持軸４１ｃと同じ方向に突出している。このように支持軸４１ｃ，４２ｃのいずれかの突出方向が異なるので、第１フラップ３５は、本体ケーシング１１から脱落することがない。
【００２５】
１対の支持軸４１ｃは、本体ケーシング１１の両端内側に設けられた１対の軸受４５により支持されている。図４右側の軸受４５に近接して第１フラップ３５を第１軸Ｘ１回りに揺動駆動する揺動駆動機構４８が設けられている。揺動駆動機構４８は、図４右側の端部部材４１に連結されたリンク機構とモータとを有しており、モータの回転により第１フラップ３５を揺動させる。
【００２６】
支持軸４２ｃは、本体ケーシング１１に吊り下げ固定された支持ブラケット４６により支持されている。支持ブラケット４６は弾性を有する合成樹脂製であり、断熱部材３０に埋め込まれた取付金具４７により吹き出し口２１に一端が固定されている。支持ブラケット４６は、取付金具４７にねじ止めされる一端側の固定部４６ａと、固定部４６ａから図３下方の他端側に延びる脚部４６ｂと、脚部４６ｂから前方に延びるアーム部４６ｃと、脚部４６ｂの下端（他端側）に形成された受け部４６ｄとを有している。固定部４６ａは、板状の部分であり吹き出し口２１を構成する断熱部材３０の前部に固定されている。脚部４６ｂは、固定部４６ａから後方に凸に湾曲し湾曲後下方に延びている。アーム部４６ｃは、脚部４６ｂの下部から前方に延びており、延びた先端に支持軸４２ｃを支持する筒状の軸受部４６ｅが形成されている。受け部４６ｄは、吹き出し口２１を構成するドレンパン３１の前部に僅かな隙間をあけて配置された矩形板状の部分であり、具体的には、ドレンパン３１の前部に対して２ｍｍ〜１０ｍｍの隙間をあけて配置されている。ここで、受け部４６ｄとドレンパン３１の前部との間に隙間を設けたのは、第１フラップ３５の脱着時に脚部４６ｂをたわませることができるようにするためである。このような受け部４６ｄを設けることにより、天地を逆にして室内機１０を輸送するときに吹き出し口２１部分に荷重が作用しても、吹き出し口２１が変形して隙間がなくなれば支持ブラケット４６で荷重を受けることができる。このため、吹き出し口２１が左右に長く開口していても室内機１０が輸送中に損傷しにくくなる。
【００２７】
このような構成の第１フラップ３５は、メンテナンス時に工具を使わずに簡単に外せるように工夫されている。すなわち、第１フラップ３５を外す場合には、図４（ｂ）に示すように、支持ブラケット４６の脚部４６ｂの先端、つまり受け部４６ｄを持って図４右方にたわませて支持軸４２ｃを軸受部４６ｅから外す。つづいて、フラップ本体４０の中央を持って上方にたわませて両端の支持軸４１ｃを軸受４５から外す。これにより、全ての支持軸４１ｃ，４２ｃが外れるので第１フラップ３５が本体ケーシング１１から外れる。ここでは、支持ブラケット４６を一端だけで固定しているとともに、第１フラップ３５及び支持ブラケット４６を弾性を有する素材で形成しているので、支持ブラケット４６や第１フラップ３５をたわませることができるとともに、たわませてもそれらが変形したり損傷したりする不具合が生じにくい。このため、工具を使わずに第１フラップ３５を簡単に脱着できる。
【００２８】
複数の第２フラップ３６は、ドレンパン３１の前部に埋め込まれた支持金具（図示せず）に第１軸Ｘ１の後方で第１軸Ｘ１と食い違う第２軸Ｘ２回りに揺動自在に支持されている。複数の第２フラップ３６は、たとえば３つの組みに分かれて連動して揺動するように構成されている。
【００２９】
４つのファン１２は、それぞれ多翼形のシロッコファンであり、熱交換器１３や吹き出し口２１と平行に並べて配置されている。各ファン１２は、ファン仕切板２６に固定されており、それぞれモータ１４に連結されて駆動される。ファン１２は、本体ケーシング１１の吸い込み口２０から空気を本体ケーシング１１の内部に導入し、熱交換された空気を吹き出し口２１から吹き出すために設けられたものである。駆動用のモータ１４はファン支持台１４ａによりファン仕切板２６に支持されている。
【００３０】
ファン１２の吹き出し部１２ａは、ファン仕切板２６より熱交換器１３側に突出して形成されている。吹き出し部１２ａは、すこし下方に向けて空気を吹き出すようにやや下方に傾いている。
【００３１】
吹き出し部１２ａの下方、つまりファン１２の舌部１２ｂ側には、整流板５０が設けられている。整流板５０は、ファン仕切板２６に基端が固定されており、先端が熱交換器１３に向けて延びている。整流板５０は、途中で熱交換器１３の下端側に斜めに折れ曲がっており、その折れ曲がった先端は熱交換器１３に接触しない位置に延びている。ここで、整流板５０の先端を下方に折り曲げたのは、ファン１２の吹き出し部１２ａからやや下向きに吹き出される空気に対する抵抗を抑えるためである。整流板５０の下面と本体ケーシング１１のドレンパン３１との間には空間が形成されている。この空間にファン１２から吹き出され熱交換器１３から反射して戻ってきた空気が導かれ、ファン１２から吹き出した空気と混ざらなくなる。このため吹き出し部１２ａの舌部側外方での乱流の発生が抑えられ、ファン１２により生じる騒音を減少させることができる。
【００３２】
このことを実証するために、整流板５０を装着した場合と外した場合とで騒音の音圧レベル（ｄＢ）の周波数毎の変化調べた。すると、人の耳に最も感じやすい１ｋＨｚから１．３ｋＨｚの周波数範囲で音圧レベルが整流板５０を装着することにより３％強下がった。また、室内機１０全体の音圧レベルも同様に３％弱下がった。このように整流板５０を装着して乱流の発生を抑えることにより、騒音が減少していることが分かった。また、整流板５０を装着することにより冷房時にファン仕切板２６に結露が生じないことも確認した。
【００３３】
ここでは、ファン１２から吹き出される空気は、ファン１２の吹き出し部１２ａの舌部１２ｂ側外方に設けられた整流板５０に案内されて熱交換器１３に向けて流れる。このため、ファン１２の吹き出し部１２ａの舌部１２ｂ側での空気の流れの乱れが少なくなる。また、熱交換器１３から反射した空気は、整流板５０が熱交換器１３に接触しない位置までしか延びていないので、熱交換器１３との隙間から整流板５０とドレンパン３１との間の空間に導かれる。そして、整流板５０に邪魔されてファン１２から吹き出した空気と混じることなくそこで収束する。このため、ファン１２の吹き出し部１２ａの舌部側外方での乱流の発生が少なくなり、騒音を低下させることができる。しかも、整流板５０とドレンパン３１との間の空間での乱流の発生が抑えられるので、ファン仕切板２６に冷たい空気が衝突しにくくなり、ファン仕切板２６の後面での結露も防止できる。
【００３４】
熱交換器１３は、内部を冷媒が循環する構造となっており、上部が吹き出し口２１側に傾斜するように配置されている。このように、熱交換器１３を傾斜して配置することにより、熱交換面積を広く確保しながら、縦（上下）方向の寸法（厚み）を抑えることができる。熱交換器１３は、内部を冷媒が通流する冷媒配管１３ａと、冷媒通流方向に並べて配置され冷媒配管１３ａが貫通する多数のフィン１３ｂとを有している。冷媒配管１３ａは、ヘアピン状に折り曲げられた銅パイプにより構成されている。フィン１３ｂは、平行四辺形のアルミニウム薄板製のものであり、その上側の先端角部１３ｃ、つまり吹き出し口２１の長手方向に沿う先端角部のうち天井側に配置される鋭角の先端角部１３ｃが吹き出し口２１の上方に配置されている。冷媒配管１３ａは、図示しない外部配管を介して室外機に接続されている。
【００３５】
フィン１３ｂの先端角部１３ｃには、カバー部材５１が装着されている。カバー部材５１は、熱交換器１３の左右方向の全長を保護可能な長さを有しており、先端角部１３ｃに沿うような折り曲げられた山形の断面形状を有している。カバー部材５１は、たとえばアルミニウム材を押し出し成形して山形に形成された金属製の板状の部材であり、フィン１３ｂの先端角部１３ｃが吹き出し口２１から見えないようにするために設けられている。カバー部材は、フィン１３ｂの上辺に取り付けられたシール部材５２によりフィン１３ｂに取り付けられている。シール部材５２は、所定の厚みを有し、フィン１３ｂ側に粘着面を有する圧縮可能な粘着テープ状のものであり、断熱部材３０と熱交換器１３との隙間をシールするために設けられている。
【００３６】
このようなカバー部材５１でフィン１３ｂの先端角部１３ｃを覆うことで、前後の寸法を小さくするために熱交換器１３を吹き出し口２１に近づけても熱交換器１３が直接見えなくなる。このため、小型軽量化を図っても熱交換器１３が目立たないようになる。しかも、熱交換器１３を本体ケーシング１１に組み込む前にカバー部材５１を先端角部１３ｃに装着すれば、熱交換器１３の先端角部１３ｃが保護されて組み立て時に先端角部１３ｃが損傷しにくくなる。
【００３７】
このように構成された室内機１０では、ファン１２が回転すると吸い込み口２０から空気が吸い込まれて吹き出し口２１から室内に吹き出される。この空気通路の途中で熱交換器１３を通過した空気と冷媒とで熱交換される。そして第１フラップ３５を揺動駆動機構４８により上下に揺動させることにより、風向を上下に振ることができ、室内の温度むらを抑えることができる。
【００３８】
このファン１２から空気が熱交換器１３に向けて吹き出されるとき、吹き出し部１２ａの舌部側から吹き出される空気は整流板５０に案内されて熱交換器１３に向けて流れる。このため、ファン１２の吹き出し部１２ａの舌部１２ｂ側での空気の流れの乱れが少なくなる。また、熱交換器１３の通風抵抗により熱交換器１３から反射した空気は、整流板５０が熱交換器１３に接触しない位置までしか延びていないので、熱交換器１３との隙間から整流板５０とドレンパン３１との間の空間に導かれる。そして、整流板５０に邪魔されてファン１２から吹き出した空気と混じることなくそこで収束する。このため、ファン１２の吹き出し部１２ａの舌部側外方での乱流の発生が少なくなり、騒音を低下させることができる。しかも、整流板５０とドレンパン３１との間の空間での乱流の発生が抑えられるので、ファン仕切板２６に冷たい空気が衝突しにくくなり、ファン仕切板２６の後面での結露も防止できる。
【００３９】
［他の実施形態］
（ａ）前記実施形態では、天井吊り形の室内機を例に説明したが、本発明は多翼ファンから熱交換器を経て空気が吹き出される全ての空気調和装置に適用できる。たとえば、天井埋め込み形の室内機にも適用できる。
【００４０】
（ｂ）前記実施形態では、整流板５０を途中で折り曲げていたが、途中で折り曲げなくてもよい。また、折り曲げずに湾曲させてもよい。
【００４１】
（ｃ）前記実施形態では、薄型化を図るために熱交換器を斜めに配置していたが、熱交換器は斜めに配置されていなくてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る空気調和装置では、多翼ファンから吹き出される空気は、ファン吹き出し口の舌部側外方に設けられた整流部材に案内されて熱交換器に向けて移動する。このため、ファン吹き出し口の舌部側での空気の流れの乱れが少なくなる。また、熱交換器から反射した空気は、整流部材が熱交換器に接触しない位置までしか延びていないので、熱交換器との隙間から整流部材より舌部側外方の整流部材と本体ケーシングとの隙間に導かれる。そして、整流部材に邪魔されて多翼ファンから吹き出した空気と混じることなくそこで収束する。このため、ファン吹き出し口の舌部側外方での乱流の発生が低減し、装置の小型化が容易になる。しかも、整流部材と本体ケーシングとの隙間での乱流の発生が抑えられるので、ファン仕切板に冷たい空気が衝突しにくくなり、ファン仕切板の後面での結露も防止できる。
【００４３】
また、熱交換器の多翼ファン側に仕切板および整流部材の下面で囲まれる空間が形成され、この空間に熱交換器から還流した空気が導かれるので、より乱流が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例によるエアコンの天井吊り形の室内機の断面側面図。
【図２】 その断面平面図。
【図３】 図１の前部拡大部分図。
【図４】 第１フラップの着脱手順を示す正面図。
【符号の説明】
１０ 室内機
１１ 本体ケーシング
１２ ファン
１２ａ 吹き出し部
１２ｂ 舌部
１３ 熱交換器
２０ 吸い込み口
２１ 吹き出し口
５０ 整流板

Claims (5)

1. 空調された空気を室内に吹き出すための天井吊形の空気調和装置（１０）であって、
   吸い込み口（２０）と吹き出し口（２１）とを有する本体ケーシング（１１）と、
   前記本体ケーシング（１１）の内部空間を２つの空間に区画する仕切板（２６）と、
   前記吸い込み口（２０）の近傍に配置された多翼ファン（１２）と、
   前記多翼ファン（１２）と前記吹き出し口（２１）との間にファン吹き出し口（１２ａ）の舌部（１２ｂ）側からの距離が前記舌部（１２ｂ）と逆側からの距離より短くなるように前記吹き出し口（２１）に向けて斜めに配置された熱交換器（１３）と、
   前記熱交換器（１３）の下方に配置されるドレンパン（３１）と、
   前記ドレンパン（３１）とは別部材であり、前記ファン吹き出し口（１２ａ）の舌部（１２ｂ）側外方から前記熱交換器（１３）に向けて前記熱交換器（１３）と接触しない位置まで延びる板状の整流部材（５０）と、
   を備え、
   前記仕切板（２６）および前記整流部材（５０）の下面で囲まれる空間が、前記熱交換器（１３）の前記多翼ファン（１２）側に形成されている、
   空気調和装置（１０）。
2. 前記整流部材（５０）は、その全てが、前記ファン吹き出し口（１２ａ）の下端よりも下に配置されている、
   請求項１に記載の空気調和装置（１０）。
3. 前記整流部材（５０）は、前記熱交換器（１３）に向けて斜め下方に延びる部分を有する、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置（１０）。
4. 前記整流部材（５０）は、前記熱交換器（１３）に延びる途中で前記熱交換器（１３）の前記多翼ファン（１２）に近い一端側に向け斜めに折り曲げられている、
   請求項３に記載の空気調和装置（１０）。
5. 前記仕切板（２６）および前記整流部材（５０）の下面で囲まれる空間は、前記熱交換器（１３）の下部の前記多翼ファン（１２）側に形成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の空気調和装置（１０）。

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